Ядерная алмазная батарея будущего © Generated by AI (DALL·E 3 by OpenAI) is licensed under Free for commercial use (OpenAI License) Андрей Лазарев Опубликована сегодня в 0:55 Эра хрононавтики начинается? Физики создали кристалл времени — и решают, где его применить Кристалл времени рондо создан в алмазе — физик Мун Учёные создали необычное состояние вещества — кристалл времени рондо. Он способен удерживать упорядоченность не только в пространстве, но и во времени. Его структура повторяется, но каждый раз немного меняется, как музыкальная тема в рондо. Результаты эксперимента опубликованы в журнале Nature Physics. Что такое кристалл времени Обычные кристаллы — алмаз, кварц, соль — состоят из атомов, расположенных в идеально повторяющейся трёхмерной решётке. Если сдвинуть фрагменты решётки и наложить их друг на друга, атомы совпадут, демонстрируя пространственный порядок. Кристалл времени отличается тем, что его порядок проявляется не в пространстве, а во времени. Частицы колеблются с определённым ритмом, не зависящим от внешнего воздействия. Этот ритм повторяется, создавая устойчивый "временной рисунок". "Кристалл времени описывает движение частиц через последовательности, не определяемые каким-либо внешним толчком, что нарушает ожидаемый поток", — пояснили исследователи. Идея кристаллов времени была предложена в 2012 году американским физиком Фрэнком Вильчеком, а в 2016 году впервые подтверждена экспериментально. С тех пор они стали одной из самых загадочных тем квантовой физики. Временные квазикристаллы и рондо-порядок Некоторые временные структуры не полностью повторяются — как мозаика Пенроуза, которая выглядит упорядоченной, но никогда не совпадает целиком. Такие объекты называют временными квазикристаллами. Они сочетают закономерность и хаос, что делает их похожими на музыкальные композиции, где мотив повторяется, но с вариациями. Кристалл времени рондо демонстрирует именно такую структуру. В краткие промежутки он ведёт себя хаотично, но при длительном наблюдении возвращается к устойчивому ритму. "Модель, включающая повторяющуюся тему (стробоскопический порядок), чередующуюся с вариационной темой (кратковременный беспорядок), известна в классической музыке как рондо", — отмечают авторы исследования. Как проходил эксперимент Физики Лео Джун Иль Мун из Калифорнийского университета в Беркли и Пол Шиндлер из Института физики сложных систем Общества Макса Планка использовали алмаз с азотно-вакансионными центрами — дефектами, где один атом углерода заменён азотом, а соседняя позиция в решётке пуста. Эти микроскопические "вакансии" обладают уникальными квантовыми свойствами. Учёные возбуждали такие центры лазерами и контролировали спины атомов углерода-13, создавая чередующиеся последовательности импульсов — от периодических до хаотичных. При этом они наблюдали, как система реагирует на различные ритмы возбуждения. В течение сотен циклов временной кристалл сохранял устойчивые колебания до четырёх секунд — рекордно долго для подобных систем. Хотя внутри каждого цикла наблюдался беспорядок, общая структура повторялась снова и снова, напоминая идеально синхронизированные кадры под стробоскопом. "Наши эксперименты демонстрируют долговременное стабильное сосуществование дальнего временного порядка и микромоторного беспорядка в коротких временных масштабах", — подчеркнули авторы. Для проверки управляемости они даже закодировали текст "Экспериментальное наблюдение кристалла-рондо времени" прямо в ритме лазерных импульсов, используя стандарт ASCII. Это стало своеобразным доказательством того, что временной порядок можно "записывать" и "читать". Почему это важно Пока что такие кристаллы не имеют прямого практического применения. Однако они дают ключ к пониманию новых принципов стабильности квантовых систем. Если научиться управлять временным порядком, можно повысить устойчивость квантовых компьютеров и сенсоров к шуму, а также создавать более точные атомные часы. Потенциальные направления использования: Source: https://www.ecosever.ru/article/64544.html